Pregled DWDM tehnologije i DWDM sistemskih komponenti
Telekomunikacije široko koriste optičke tehnike u kojima noseći val pripada klasičnom optičkom domenu. Modulacija vala omogućuje prijenos analognih ili digitalnih signala do nekoliko gigaherca (GHz) ili gigabita u sekundi (Gbps) na nosaču vrlo visoke frekvencije, tipično od 186 do 196 THz. U stvari, bitrate se može dodatno povećati, koristeći nekoliko valova nosioca koji se šire bez značajne interakcije na jednom vlaknu. Očigledno je da svaka frekvencija odgovara različitoj talasnoj dužini. Multipleksiranje (DWDM) je rezervirano za vrlo bliske razmake frekvencija. Ovaj blog pokriva uvod u DWDM tehnologiju i DWDM sistemske komponente. O radu svake komponente govori se pojedinačno, a na kraju ovog bloga prikazana je cijela struktura temeljnog DWDM sustava.
Uvod u DWDM tehnologiju
DWDM tehnologija je proširenje optičkog umrežavanja. DWDM uređaji (multiplekser, ili Mux za kratko) kombinuju izlaz iz nekoliko optičkih predajnika za prenos preko jednog optičkog vlakna. Na prijemnom kraju, drugi DWDM uređaj (demultiplekser, ili DeMux za kratko) odvaja kombinovane optičke signale i prenosi svaki kanal na optički prijemnik. Samo jedna optička vlakna se koristi između DWDM uređaja (po smjeru prijenosa). Umesto da zahteva jedno optičko vlakno po paru predajnika i prijemnika, DWDM dozvoljava nekoliko optičkih kanala da zauzmu jedan optički kabl. Kao što je prikazano u nastavku, usvajanjem visokokvalitetne AAWG Gaussove tehnologije, FOCC DWDM Mux / Demux osigurava niske gubitke pri umetanju (tipično 3.5dB) i visoku pouzdanost. Sa nadograđenom strukturom, ovi DWDM multiplekseri i demultiplekseri mogu ponuditi lakšu instalaciju.
Ključna prednost za DWDM je što je protokol i bitrate neovisan. DWDM mreže mogu prenositi podatke u IP, ATM, SONET, SDH i Ethernet. Stoga, mreže zasnovane na DWDM-u mogu prenositi različite tipove saobraćaja različitim brzinama preko optičkog kanala. Prenos govora, e-mail, video i multimedijalni podaci samo su neki od primjera usluga koje se mogu istovremeno prenositi u DWDM sistemima. DWDM sistemi imaju kanale na talasnim dužinama na razmaku od 0,4 nm.
DWDM je tip frekvencijskog multipleksiranja (FDM). Jedno fundamentalno svojstvo svjetlosti kaže da pojedinačni svjetlosni valovi različitih talasnih dužina mogu koegzistirati nezavisno unutar medija. Laseri su sposobni da stvaraju impulse svetlosti sa veoma preciznom talasnom dužinom. Svaka pojedinačna talasna dužina svetlosti može predstavljati različit kanal informacija. Kombinovanjem svetlosnih impulsa različitih talasnih dužina, mnogi kanali mogu se istovremeno prenositi preko jednog vlakna. Sistemi od optičkih vlakana koriste svetlosne signale unutar infracrvenog opsega (1 mm do 400 nm talasne dužine) elektromagnetnog spektra. Frekvencije svetlosti u optičkom opsegu elektromagnetnog spektra obično se identifikuju njihovom talasnom dužinom, mada frekvencija (rastojanje između lambda) daje specifičniju identifikaciju.
Komponente DWDM sistema
DWDM sistem se obično sastoji od pet komponenti: optičkih predajnika / prijemnika, DWDM Mux / DeMux filtera, optičkih Add / Drop Multipleksera (OADM), optičkih pojačala, transpondera (Wavelength Converters).
Optički predajnici / prijemnici
Odašiljači su opisani kao DWDM komponente jer daju izvorne signale koji se zatim multipleksiraju. Karakteristike optičkih predajnika koji se koriste u DWDM sistemima je veoma važno za dizajn sistema. Kao izvor svetlosti u DWDM sistemu koriste se višestruki optički predajnici. Dolazni električni bitovi podataka (0 ili 1) pokreću modulaciju svjetlosnog toka (npr. Bljesak svjetlosti = 1, odsustvo svjetlosti = 0). Laseri stvaraju impulse svetlosti. Svaki svjetlosni puls ima točnu valnu duljinu (lambda) izraženu u nanometrima (nm). U sistemu baziranom na optičkom nosaču, tok digitalnih informacija se šalje uređaju za fizički sloj, čiji je izlaz izvor svetlosti (LED ili laser) koji povezuje optički kabl. Ovaj uređaj pretvara ulazni digitalni signal iz električnih (elektrona) u optički (fotonski) oblik (električna do optička konverzija, EO). Električni i nule pokreću izvor svjetlosti koji bljeska (npr. Svjetlo = 1, malo ili nimalo svjetla = 0) u jezgru optičkog vlakna. EO konverzija ne utiče na promet. Format osnovnog digitalnog signala je nepromijenjen. Impulsi svetlosti se šire preko optičkog vlakna putem totalnog unutrašnjeg refleksije. Na prijemnom kraju, drugi optički senzor (fotodioda) detektuje impulse svetlosti i pretvara dolazni optički signal nazad u električni oblik. Par vlakana obično povezuje bilo koja dva uređaja (jedno prijenosno vlakno, jedno prijemno vlakno).
DWDM sistemi zahtevaju veoma precizne talasne dužine svetlosti da rade bez interkanalnog izobličenja ili preslušavanja. Nekoliko pojedinačnih lasera se obično koristi za kreiranje pojedinačnih kanala DWDM sistema. Svaki laser radi na malo drugačijoj talasnoj dužini. Moderni sistemi rade na razmacima od 200, 100 i 50 GHz. Noviji sistemi podržavaju razmak od 25 GHz i proučava se razmak od 12,5 GHz. Generalno, DWDM primopredajnici (DWDM SFP, DWDM SFP +, DWDM XFP, itd.) Koji rade na 100 i 50 GHz danas se mogu naći na tržištu.
DWDM Mux / DeMux filteri
Višestruke talasne dužine (sve u opsegu od 1550 nm) koje stvaraju višestruki predajnici i koje rade na različitim vlaknima se kombinuju na jedno vlakno putem optičkog filtera (Mux filter). Izlazni signal optičkog multipleksera naziva se kompozitni signal. Na prijemnom kraju, optički filter za kap (DeMux filter) odvaja sve pojedinačne talasne dužine kompozitnog signala od pojedinačnih vlakana. Pojedinačna vlakna prolaze demultipleksirane talasne dužine na onoliko optičkih prijemnika. Tipično, Mux i DeMux komponente (prijenos i primanje) sadržane su u jednom kućištu. Optički Mux / DeMux uređaji mogu biti pasivni. Komponentni signali se multipleksiraju i demultipleksiraju optički, a ne elektronski, stoga nije potreban vanjski izvor napajanja. Donja slika je dvosmjerna DWDM operacija. NV svetlosnih impulsa N različitih talasnih dužina koje nose N različitih vlakana kombinuju DWDM Mux . N signali se multipleksiraju na par optičkih vlakana. DWDM DeMux prima kompozitni signal i odvaja svaki od N komponentnih signala i prolazi svaki na vlakno. Strelice za prenos i prijem signala predstavljaju opremu na strani klijenta. Ovo zahteva upotrebu para optičkih vlakana; jedan za slanje, jedan za primanje.
Optički Add / Drop Multiplexers
Optički add / drop multiplekseri (tj. OADMs) imaju drugačiju funkciju "Add / Drop", u poređenju sa Mux / DeMuxfilters. Ovo je slika koja prikazuje rad 1-kanalnog OADM-a. OADM je dizajniran tako da dodaje ili ispušta samo optičke signale sa određenom talasnom dužinom. S lijeva na desno, dolazni kompozitni signal je podijeljen na dvije komponente, pad i prolaz. OADM ispušta samo crveni optički signal. Izostavljeni tok signala se šalje prijemniku klijentskog uređaja. Preostali optički signali koji prolaze kroz OADM se multipleksiraju sa novim tokom dodavanja signala. OADM dodaje novi crveni tok optičkih signala, koji radi na istoj valnoj dužini kao i ispušteni signal. Novi optički tok signala se kombinira sa prolaznim signalima za formiranje novog kompozitnog signala.
OADM dizajniran za rad na DWDM talasnim dužinama naziva se DWDM OADM , dok se radi na CWDM talasnim dužinama naziva CWDM OADM . Oba se sada mogu naći na tržištu.
Optička pojačala
Optički pojačavači pojačavaju amplitudu ili dodaju pojačanje optičkim signalima koji prolaze kroz vlakno direktno stimulirajući fotone signala dodatnom energijom. Oni su "in-fiber" uređaji. Optička pojačala pojačavaju optičke signale preko širokog opsega talasnih dužina. Ovo je veoma važno za DWDM sistemsku aplikaciju. Erbium-dopirana pojačala vlakana (EDFAs) su najčešće korišteni tip optičkih pojačala. EDFA-i koji se koriste u DWDM sistemima ponekad se nazivaju DWDM EDFA, u poređenju sa onima koji se koriste u CATV ili SDH sistemima. Da biste proširili udaljenost vašeg DWDM sistema, možete dobiti sve tipove optičkih pojačala u Fiberstoreu, uključujući DWDM EDFA, CATV EDFA, SDH EDFA, EYDFA i Raman pojačalo itd. DWDM EDFA.)
Transponderi (pretvarači valnih duljina)
Transponderi pretvaraju optičke signale iz jedne dolazne talasne dužine u drugu izlaznu talasnu dužinu pogodnu za DWDM aplikacije. Transponderi su optičko-električni-optički (OEO) pretvarači valne duljine. Transponder obavlja OEO operaciju za konvertovanje valnih duljina svjetlosti, tako da su ih neki ljudi nazvali "OEO". Unutar DWDM sistema, transponder pretvara optički signal klijenta natrag u električni signal (OE), a zatim izvodi ili 2R (Reamplify, Reshape) ili 3R (Reamplify, Reshape i Retime) funkcije. Na donjoj slici prikazan je dvosmjerni rad transpondera. Transponder se nalazi između klijentskog uređaja i DWDM sistema. Sa leva na desno, transponder prima optički bitni tok koji radi na određenoj talasnoj dužini (1310 nm). Transponder pretvara radnu talasnu dužinu ulaznog toka u talasnu dužinu kompatibilnu sa ITU. Prenosi svoj izlaz u DWDM sistem. Na prijemnoj strani (desno na levo), proces je obrnut. Transponder prima ITU-bitni tok i vraća signale natrag na valnu duljinu koju koristi uređaj klijenta.
Transponderi se obično koriste u WDM sistemima (2,5 do 40 Gbps), uključujući ne samo DWDM sisteme, već i CWDM sisteme. Fiberstore nudi različite WDM transpondere (OEO konvertore) sa različitim modulima portova (SFP u SFP, SFP + do SFP +, XFP do XFP, itd.).
Kako DWDM sistemske komponente rade zajedno sa DWDM tehnologijom
Kako se DWDM sistem sastoji od ovih pet komponenti, kako oni rade zajedno? Sljedeći koraci daju odgovor (također možete vidjeti cijelu strukturu temeljnog DWDM sustava na slici ispod):
Koristeći DWDM tehnologiju, DWDM sistemi pružaju propusnost za velike količine podataka. Zapravo, kapacitet DWDM sistema raste kako napreduju tehnologije koje omogućavaju bliži razmak, a time i veći broj talasnih dužina. Međutim, DWDM se takođe kreće izvan transporta i postaje osnova za sve-optičko umrežavanje sa obezbeđivanjem talasnih dužina i mrežnom zaštitom. Prebacivanje na fotonski sloj će omogućiti ovu evoluciju, kao i protokoli za usmeravanje koji omogućavaju putanje svetlosti da prelaze mrežu na isti način kao što to danas rade virtualni krugovi. Sa razvojem tehnologija, DWDM sistemima će možda biti potrebne naprednije komponente kako bi ostvarile veće prednosti.
